pprogramowanie;

Zwięźle na temat programowania

Facebook

Struktury

16 stycznia 2013, kategoria: C++

Struktury to złożone typy danych pozwalające przechowywać różne informacje. Za pomocą struktur możliwe jest grupowanie wielu zmiennych o różnych typach w jeden obiekt. Strukturę można nazywać obiektem lub pojemnikiem czy też rekordem. Dzięki strukturom można w prosty sposób organizować zbiory danych, bez konieczności korzystania z tablic (np. bardzo niewygodnie tworzyć bazę danych na tablicach).

Deklaracja struktury w C++

Utworzę przykładową strukturę reprezentującą osobę. Dzięki utworzeniu takiej struktury, będzie można przechowywać informacje takie jak imię, nazwisko i wiek w jednym pojemniku.

struct osoba {
    string imie;
    string nazwisko;
    int wiek;
};

Słowo kluczowe struct informuje kompilator, że zostanie zadeklarowana struktura. Na drugim miejscu znajduje się nazwa struktury. Następnie w klamerkach występują kolejno po sobie pola struktury czyli zmienne.

struct osoba {
    string imie;
    string nazwisko;
    int wiek;
} jan, artur, zenon;

W powyższym przykładzie, oprócz deklaracji struktury zostały także utworzone jej obiekty. Nazwy nowych obiektów struktury wypisuje się po przecinku po bloku z polami.

Do struktury można dołączyć także funkcje jednak nie jest to dobry zabieg. Struktury w C mogły zawierać tylko pola. W C++ wprowadzono także możliwość dołączania metod do struktury czyli funkcji.

Metoda - to inaczej funkcja w strukturze
Pole - to inaczej zmienna w strukturze

Struktura w C++ działa na takiej samej zasadzie jak klasa, to właśnie klasa powinna organizować różne metody oraz pola. Używając struktur w naszym programie, chcąc poszerzyć ją o metody, warto rozważyć po prostu użycie klas.

W internecie często będziesz spotykał nieco inną deklarację struktury z użyciem rozkazu typedef. Przykład takiej deklaracji to np:

#include <iostream>
#include <string.h>
#include <cstdlib>

using namespace std;

typedef struct osoba {
    string imie;
    string nazwisko;
    int wiek;
} Osoba;

int main()
{
    Osoba listonosz;    // styl C++
    struct osoba strazak;   // styl C
    
    listonosz.imie = "Jan";
    strazak.imie = "Piotr";
    
    cout << "Imie listonosza: " << listonosz.imie << endl;
    cout << "Imie strazaka: " << strazak.imie << endl;
    
    system("pause >nul");
    
    return 0;
}

Taka forma deklaracji była używana w języku C. W języku C deklarując strukturę trzeba było za każdym razem jej typ poprzedzać słowem struct nawet w głównej funkcji programu. Dlatego programiści tworzyli typ złożony za pomocą rozkazu typedef. Dzięki temu zamiast pisać za każdym razem struct osoba ktos, można było używać struktur tak jak w teraz w C++ czyli osoba ktos.

Wczytywanie danych do struktury

Posiadamy zadeklarowaną strukturę osoba. Wykorzystajmy ją w programie. Na początku utworzymy obiekt struktury, następnie wypełnimy danymi i wyświetlimy dowolne pole:

#include <iostream>
#include <string.h>

using namespace std;

// deklaracja struktury
struct osoba {
    string imie;
    string nazwisko;
    int wiek;
};

int main()
{
    osoba jan; // tworzenie obiektu struktury o nazwie jan
    
    jan.imie = "Jan";
    jan.nazwisko = "Kowalski";
    jan.wiek = 55;
    
    cout << "Twoje imie to: " << jan.imie << endl;
    
    return 0;
}

Jest to prosty przykład na to, jak działa wypełnianie struktur danymi. Zauważ, że chcąc korzystać ze zmiennych struktury odwołujemy się do nich najpierw podając nazwę obiektu struktury, następnie nazwę pola po kropce. Mamy dostęp do wszystkich pól struktury, bo domyślnie są mają one atrybut public.

Warto dodać, że jest to właśnie jedna z różnic pomiędzy strukturą a klasą. Klasa domyślnie posiada atrybut private na wszystkie swoje metody i pola.

Tablica struktur

Tablica struktur doskonale sprawdza się podczas tworzenia prostych programów bazodanowych. Bez korzystania ze struktur trzeba było by użyć tablicy dwuwymiarowej, pierwszy wymiar odpowiadał by indeksie osoby, a drugi zawierał by odpowiednie informacje o niej. Oczywiście tablica posiada wszystkie elementy jednego typu co jest nie wygodne.

Tak samo jak tworzy się tablice z typów podstawowych, tak samo robi się to używając struktur:

#include <iostream>
#include <string.h>
#include <cstdlib>

using namespace std;

// deklaracja struktury
struct osoba {
    string imie;
    string nazwisko;
    int wiek;
};

int main()
{
    osoba uczniowie[5]; // tablica ze struktury
    
    for (int i = 0; i<5; i++)
    {
        // pobieramy dane
        cout << "Podaj imie ucznia numer " << i+1 << endl;
        cin >> uczniowie[i].imie;
    }
    
    for (int i = 0; i<5; i++)
    {
        // wyświetlamy tablicę
        cout << uczniowie[i].imie << endl;
    }
    
    system("pause >nul");
    
    return 0;
}

Struktury dynamiczne

Struktury w C++ często są tworzone w sposób dynamiczny, czyli przy użyciu wskaźników. Należy pamiętać aby zawsze zwalniać pamięć po nie używanych obiektach, które utworzyliśmy.

Uwaga! W strukturze statycznej odwołując się do pól używaliśmy kropki (.). W strukturze dynamicznej odwołując się do pól korzystamy z operatora strzałki (->).

Poniższy przykład demonstruje inicjację struktury, użycie operatora ->, oraz zwolnienie pamięci:

#include <iostream>
#include <string.h>
#include <cstdlib>

using namespace std;

struct osoba {
    string imie;
    int wiek;
};

int main()
{
    osoba * sklepowy = new osoba; // wskaźnik *sklepowy na strukturę
    
    sklepowy->imie = "Andrzej"; 
    
    cout << sklepowy->imie << endl;
    
    delete sklepowy; // usuwamy obiekt
    
    system("pause >nul");
    
    return 0;
}

Operator -> ułatwia nam sprawę. Zauważ, że nazwa zmiennej strukturalnej jest wskaźnikiem. Chcąc posłużyć się kropką tak jak przy strukturze statycznej, musiało by wyglądać to tak:

osoba * sklepowy = new osoba; // wskaźnik *sklepowy na strukturę

(*sklepowy).imie = "Andrzej"; // to to samo (tu brzydko)

sklepowy->imie = "Andrzej";  // to to samo (tu ładnie)

delete sklepowy; // usuwamy obiek

repozytorium: /cpp/struktury-c.md

licencja: Creative Commons BY-SA 3.0

autor: Karol Trybulec

Wszystkie artykuły przechowywane są w repozytorium Github. Jeżeli uważasz, że coś można poprawić, możesz nanieść swoje zmiany. Wszelkie poprawki po zaakceptowaniu stają się automatycznie widoczne na blogu.